Точка F — середина бокового ребра SA правильной четырехугольной пирамиды SABCD, точка М лежит на стороне основания AB. Плоскость β проходит через точки F и М параллельно боковому ребру SC.
а) Плоскость β пересекает ребро SD в точке К. Докажите, что $BM : MA = DK: KS$
б) Пусть $BM : MA =3: 1$ Найдите отношение объемов многогранников, на которые плоскость β разбивает пирамиду.
а) Плоскость β пересекает ребро SD в точке К. Докажите, что $BM : MA = DK: KS$
б) Пусть $BM : MA =3: 1$ Найдите отношение объемов многогранников, на которые плоскость β разбивает пирамиду.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть точка O — центр основания, проведем прямую FO, заметим, что прямая FO параллельна ребру SC, следовательно, точка О и прямая МО лежат в плоскости β. Пусть прямая MO пересекает ребро CD в точке L, прямая KL лежит в плоскости β, следовательно, прямая KL параллельна ребру SC. Заметим, что треугольники AMO и CLO равны, следовательно, CL = AM и $BM : MA = DL : LC$ По теореме Фалеса $DL : LC = DK : KS$ следовательно, $BM : MA = DK : KS$
б) Обозначим объем пирамиды SBCD за V, площадь ее основания — за So, а высоту — за h. Заметим, что
$S_AMO=S_CLO= $\frac{1}{4}$ S_ABO= $\frac{1}{16}$ S_о$
$S_AMOD=S_AOD + S_AMO= $\frac{5}{16}$ S_о$
$S_DOL=S_COD - S_CLO= $\frac{3}{16}$ S_о$
Точка F — середина отрезка SA, а $DK : KS=BM : MA = 3: 1$ поэтому высоты пирамид FAMOD и KDOL равны $\frac{1}{2} h$ и $\frac{3}{4} h$ соответственно. Тогда
$V_FAMOD= $\frac{1}{3}$ S_AMOD \cdot $\frac{1}{2}$ h= $\frac{5}{32}$ V$
$V_KDOL= $\frac{1}{3}$ S_DOL \cdot $\frac{3}{4}$ h= $\frac{9}{64}$ V$
Рассмотрим пирамиду ASOD, где точка A — вершина, а треугольник SOD — основание, получаем:
$V_ASOD= $\frac{1}{4}$ V$ $\frac{V_AKDO}{V_ASDO} = $\frac{S_KDO}{S_SDO}$ = \frac{3}{4}$ $V_AKDO= $\frac{3}{16}$ V$
Так как точка F — середина отрезка SA, высота пирамиды FKDO равна половине высоты пирамиды AKDO, следовательно, $V_FKDO= $\frac{3}{32}$ V$ Таким образом, объем пирамиды KFADLM равен
$V_KFADLM=V_FAMOD + V_KDOL + V_FKDO= $\frac{25}{64}$ V$
а поскольку $V_SBCKLMF=V - V_KFADLM= $\frac{39}{64}$ V$ то
$V_KFADLM:V_SBCKLMF= 25 : 39$
Ответ: б) $\frac{25}{39}$
б) Обозначим объем пирамиды SBCD за V, площадь ее основания — за So, а высоту — за h. Заметим, что
$S_AMO=S_CLO= $\frac{1}{4}$ S_ABO= $\frac{1}{16}$ S_о$
$S_AMOD=S_AOD + S_AMO= $\frac{5}{16}$ S_о$
$S_DOL=S_COD - S_CLO= $\frac{3}{16}$ S_о$
Точка F — середина отрезка SA, а $DK : KS=BM : MA = 3: 1$ поэтому высоты пирамид FAMOD и KDOL равны $\frac{1}{2} h$ и $\frac{3}{4} h$ соответственно. Тогда
$V_FAMOD= $\frac{1}{3}$ S_AMOD \cdot $\frac{1}{2}$ h= $\frac{5}{32}$ V$
$V_KDOL= $\frac{1}{3}$ S_DOL \cdot $\frac{3}{4}$ h= $\frac{9}{64}$ V$
Рассмотрим пирамиду ASOD, где точка A — вершина, а треугольник SOD — основание, получаем:
$V_ASOD= $\frac{1}{4}$ V$ $\frac{V_AKDO}{V_ASDO} = $\frac{S_KDO}{S_SDO}$ = \frac{3}{4}$ $V_AKDO= $\frac{3}{16}$ V$
Так как точка F — середина отрезка SA, высота пирамиды FKDO равна половине высоты пирамиды AKDO, следовательно, $V_FKDO= $\frac{3}{32}$ V$ Таким образом, объем пирамиды KFADLM равен
$V_KFADLM=V_FAMOD + V_KDOL + V_FKDO= $\frac{25}{64}$ V$
а поскольку $V_SBCKLMF=V - V_KFADLM= $\frac{39}{64}$ V$ то
$V_KFADLM:V_SBCKLMF= 25 : 39$
Ответ: б) $\frac{25}{39}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 25, знаменатель: 39 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 65863 • Задание №7
Найдите значение выражения $дробь: числитель: 12, знаменатель: синус в квадрате 27 в степени левая круглая ск...
ID 66618 • Задание №10
В правильной треугольной призме $ABCA_1B_1C_1$ все ребра которой равны, точка K — середина $B_1C_1$ Найдите у...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта a) и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б)
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а)
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта a) и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б)
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а)
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №14 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 67919
Дана прямая треугольная призма ABCA1B1C1, двугранный угол призмы при ребре AA1 равен 60°.
а) Д...
ID 67920
В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD сторона AB основания равна $2 корень из 3$ а высота...
ID 67921
В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 все рёбра равны 1.
а) Докажите, что расстояние между...
ID 67922
Основанием прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 является прямоугольный треугольник ABC с прямым ...
ID 67923
Расстояние между боковыми ребрами AA1 и BB1 прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 равно 5, а расс...